5G傳送網方案和關鍵技術研究

同信通信股份有限公司 高 輝 田 野

隨著5G網絡技術的突破，各種新型應用技術得以飛速發展。為了更好地滿足廣大用戶的需求，針對5G網絡的技術特性的諸多傳送網方案和關鍵技術正在不斷地完善和改進當中。5G網絡具有大寬帶、高容量、低延時、高可靠、靈活化和智能化等優勢，可以高效滿足廣大用戶的基本需求。本文根據5G傳送網的技術特性和用戶功能需求，對5G傳送網方案和關鍵技術進行研究。

1 5G網絡關鍵技術特性

5G網絡的傳輸速度可以達到4G的一百倍，可以給予用戶更加良好的服務體驗。5G的速度和低延遲可以在任何行業上發揮重要的作用。在互聯網、物聯網的應用將是未來的主要發展方向。

2 5G傳送網功能需求

5G傳送網絡的基本網絡構架可以滿足覆蓋范圍大、低延時、高容量的熱點、低功耗及可靠性等方面的需求。傳輸網布置在5G網絡的控制面和轉發面之間。未來各行業對于信息的傳輸和處理要求會越來越高，5G網絡數據處理的可靠性高，其自身具備靈活性可在各行業有更好的應用效果。

2.1 大帶寬和高容量

5G網絡處理數據速度雖然快，但是面對用戶的大量增長，數據處理緩慢、數據長久積累造成的網絡擁堵，5G網絡應該具備大寬帶、大容量的承載能力。5G網絡通過進一步擴大自身的信息容量，以滿足人們的使用要求。

2.2 低時延

低延時是5G網絡的重要特征，可以完美地與物聯網、互聯網等領域的實際應用相結合。為了提高信息的傳輸效率，可以對基礎設備和光纖傳輸兩個部分進行合理設計。在傳輸路徑時根據具體場景和要求選擇最優路徑。

2.3 靈活化

5G網絡具備的靈活性決定了其豐富的服務類型，根據應用場景的需求提供及時、靈活的寬帶服務。5G光傳送網絡方案需要靈活的網格、可變收發器和電交叉技術實現業務靈活性的需求。

2.4 智能化

5G網絡的智能化可以用于與互聯網、物聯網、AI相結合應用場景，對網絡進行優化和升級。智能化體現在以下幾點：①智能化集中控制能力的提升；②實現軟件和硬件的低耦合性；③提升接口互聯和管理；④靈活實現接口業務需求。

3 5G光傳送網解決方案

如圖1所示，5G網絡技術包括前傳、中傳、回傳和核心網。

圖1 5G光傳送網

3.1 5G前傳網絡解決方案

（1）光纖直驅

光纖直驅方案容易部署、時延低、成本低，但是對于光纖的消耗較高。光纖直驅方案適用于光纖資源豐富、基帶處理單元和分布單元規模較小的集中場景。

（2）無源波分方案

無源波分方案在AAU/DU部署彩光模塊，可以使用1~2芯光纖完成數據傳輸。無源波分方案對光纖的消耗不高，但是該方案規劃、管理和維護機制都不完善，在發生故障時不容易定位。

（3）PON方案

PON方案在原有PON網絡基礎上升級，可以節約光纖資源。原有的站點分布廣泛且密集，PON網絡進行復用可以在短時間內完成5G前傳網絡建設，且滿足低延時。

（4）OTN方案

OTN方案在OTN設備對接灰光接口，復用前傳信號的波分實現節約光纖，該方案對于網絡運行管理和維護較為完善，可以滿足無線接入網回傳和其他固網業務的承載。

3.2 5G中傳網和回傳網絡解決方案

中傳指DU連接CU部分，而回傳是CU和核心網之間的通信承載。5G中傳網和回傳網絡解決方案可以統一采用DC+IPRAN云網一體承載，圖2所示。

圖2 IPRAN網絡承載演進架構圖

IPRAN的基礎承載方案是在匯聚接入層引入分組增強型OTN設備，OTN設備將與IPRAN設備進行對接。IPRAN在基礎承載方案的基礎上進行增強，引進了SDN、FlexE、SP等技術，以應對5G網絡大帶寬、低時延和高可靠的業務需求，以及DC化的承載需求。

4 5G傳送網關鍵技術

4.1 大帶寬技術

大寬帶技術的應用可以滿足5G網絡傳輸的需求。在硬件設備優先采用光纖作為5G網絡信息傳輸的通道，由路由器之間通過光纖連接，路由器集中承載、調度、傳送。在一些場景復雜的環境下，可以采用前傳SPN彩光進行承載。

4.2 低時延技術

低延時技術對直播、證券報價、社交類軟件等數據處理具有重要的意義。在確保硬件磁盤和操作減低延遲的通時，5G網絡可以優化數據的可靠性、吞吐量、容錯等。應用部署采用成熟的低延遲架構完善系統的擴展性、開放性，主要采用分布式、微服務、MQ消息隊列等技術，圖3以控制車輛制動系統為例展示了5G低延遲的優勢。

圖3 低延遲架構展示

4.3 靈活連接技術

5G業務可以實現流量的多向化，所以需要靈活的連接技術。SPN網絡可以實現連接穩定性與多樣性，對于后期的運行管理、維護也相對容易。在接入層建立靈活可靠的連接，共享流量資源并轉發可以減少寬帶消耗和時延，提高傳輸效率。

4.4 網絡分片技術

對網絡進行切割分片可以實現更多的業務處理。將業務部署在網絡層，實現物理層和業務層的解耦。通過對網絡節點的增加，區域鏈網絡可以實現更多的交易，使得網絡具備可擴展性。

4.5 超高精度時間同步技術

超高精度時間同步技術可以實現衛星定位、高穩定頻率源等領域的發展。5G網絡對于傳輸網的時間同步要求在200ns以內，因此對時間服務器和終端、設備的延精度有著極高的要求。

4.6 SDN統一管控技術

建設統一的管控平臺可以有效處理5G傳輸網到設備之間的復雜情況，實現5G網絡的運行、管理和維護的日常工作，提高設備的工作效率，節約人力物力資源。統一管控技術可以對設備進行遠程監控和控制，需要平臺具備良好的兼容性。

結論：5G網絡的發展促進了國家和社會的發展，給予用戶良好的體驗。本文根據5G網絡的特點和用戶需求對傳送網方案和技術進行研究。目前5G傳送網建設方案和關鍵技術正在不斷地完善和改進，相信未來5G網絡傳輸會有更加穩定、適合的傳輸網技術。